L’inatteso impatto dell’acqua dei fiumi artici sul ghiaccio marino e sul riscaldamento atmosferico
I fiumi più caldi hanno ridotto lo spessore del ghiaccio marino artico di oltre il 10% e amplificato il riscaldamento atmosferico e oceanico nell’Artico
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Un team di ricerca internazionale guidato da Hotaek Park e Eiji Watanabe del Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) e dall’Institute for Arctic Climate and Environmental Research (IACE) ha realizzato la prima analisi quantitativa sull’impatto dell’acqua “calda” trasportata dai fiumi nell’Oceano Artico. I ricercatori giapponesi dicono che questi afflussi d’acqua dolce in mare sembrano accompagnare «le recenti tendenze del cambiamento climatico globale, in particolare il declino del ghiaccio marino artico e il riscaldamento sia oceanico che atmosferico».
L’acqua più calda scaricata dai fiumi nell’Oceano Artico, raggiunge il suo massimo all’inizio dell’estate artica (luglio), quando il ghiaccio marino costiero inizia a ritirarsi. Nel Lena, un grande fiume russo della Siberia orientale, a agosto la temperatura dell’acqua è aumentata dai 12 – 13° C degli anni ’60, quando gli effetti del riscaldamento globale non erano ancora evidenti, ai quasi 20° C degli ultimi anni.
Dato che la maggior parte dei fiumi che sfociano nell’Oceano Artico cominciano a scaricare acqua all’inizio dell’estate e che quest’acqua scorre sotto la copertura di ghiaccio marino per poi mescolarsi alle acque superficiali marine, i ricercatori evidenziano che «E’ difficile osservare la diffusione del caldo dall’acqua del fiume via nave o via satellite. Inoltre, poiché a causa delle difficoltà di accesso e di altri fattori le osservazioni in loco dello scarico del fiume e della temperatura dell’acqua sono limitate ai fiumi principali, finora non sono state effettuate stime dei flussi di calore fluviali che coprono le regioni pan-artiche».
Per colmare questa lacuna nella conoscenza, il team di ricercatori ha utilizzato il Land Surface Process Model, CHANGE: un modello per il calcolo del ciclo di acqua, caldo e anidride carbonica nei sistemi atmosfera-vegetazione-suolo a terra, basato su leggi fisiche e formule empiriche. Integrando il bilancio termico, i processi ecologici e fisiologici delle piante, la fotosintesi e il ciclo dell’acqua. CHANGE può valutare quantitativamente le interazioni e i feedback nei sistemi terrestri causati dal cambiamento di processi ed elementi. Questi dati sono stati poi utilizzati come condizioni di contorno per il Modello Coupled Sea Ice-Ocean, COCO: uno strumento per calcolare lo spessore del ghiaccio marino, le correnti oceaniche, la temperatura dell’acqua di mare e altri parametri oceanografici fisici, basato su leggi fisiche e formule empiriche. COCO è stato sviluppato dal Center for Climate System Research dell’Università di Tokyo (ora Atmosphere and Ocean Research Institute) ed è stato migliorato in collaborazione con JAMSTEC. In questo studio è stato utilizzato il supercomputer JAMSTEC, “Earth Simulator” per eseguire esperimenti numerici per gli anni tra il 1979 e il 2015 in diverse condizioni di scarico fluviale.
I ricercatori dicono che un’analisi dei dati che vanno dal 1980 al 2015 fornisce la prima prova quantitativa che dimostra che l’acqua calda dei fiumi «contribuisce per un massimo di oltre il 10% al diradamento del ghiaccio marino regionale nell’Oceano Artico» e sottolineano che «Il risultato suggerisce non solo lo scioglimento della parte inferiore del ghiaccio marino da parte dell’acqua calda fluviale che scorre nell’Oceano Artico, ma anche i feedback dovuti alla riduzione dell’albedo del ghiaccio». L’Ice Albedo Feedback è il ciclo di feedback positivo in cui la diminuzione della neve e della copertura di ghiaccio sulla superficie della Terra riduce il riflesso della radiazione solare (albedo), provocando l’assorbimento di più caldo, riscaldando così le masse terrestri e gli oceani e riducendo ulteriormente la copertura di neve e ghiaccio. Al JAMSTEC sottolineano che «Si pensa che l’effetto albedo sia un meccanismo importante nella regolazione del cambiamento climatico sulla Terra. Nello studio è stato dimostrato che l’afflusso di calore fluviale provoca il ritiro del ghiaccio marino artico, aumentando la quantità di radiazione solare assorbita dalla superficie del mare e promuovendo così l’ulteriore scioglimento del ghiaccio marino e l’aumento della temperatura della superficie oceanica».
Una valutazione quantitativa anche rivelato aumenti di energia e caldo rilasciati nell’atmosfera dalla superficie dell’oceano che si è riscaldato dopo il ritiro di ghiaccio marino, un fenomeno che ha causato un aumento di 0,1° C della temperatura dell’aria in estate durante gli ultimi 36 anni.
Secondo i ricercatori giapponesi «Questi risultati dimostrano che il processo di feedback proposto, in base al quale oltre a riscaldare il clima, il calore fluviale che riduce ulteriormente il ghiaccio marino artico, aumentando così i flussi di caldo dell’oceano-atmosfera e le temperature atmosferiche risultanti, è parzialmente responsabile dell’amplificazione del riscaldamento artico». .
Gli impatti sono più pronunciati nell’Artico siberiano, dove diversi grandi fiumi sfociano su una piattaforma continentale relativamente poco profonda che si estende per quasi 1.000 miglia al largo. Il fiume Mackenzie in Canada è l’unico fiume abbastanza grande da contribuire in modo sostanziale allo scioglimento del ghiaccio marino vicino all’Alaska, ma anche i fiumi più piccoli dello Stato Usa sono una fonte di calore.
Polyakov prevede che l’aumento della temperatura dell’aria globale continuerà a riscaldare i fiumi artici in futuro. Quando i fiumi si riscaldano, più calore fluirà nell’Oceano Artico, sciogliendo più ghiaccio marino e accelerando il riscaldamento dell’Artico.
I fiumi sono solo una delle tante fonti di calore che stanno riscaldando l’Oceano Artico. L’intero sistema artico è in uno stato estremamente anomalo poiché la temperatura dell’aria globale aumenta e l’ acqua calda dell’Atlantico e del Pacifico entra nella regione, decomponendo il ghiaccio marino anche in pieno inverno . Tutti questi componenti lavorano insieme, provocando circuiti di feedback positivi che accelerano il riscaldamento nell’Artico.
Uno degli autori dello studio Igor Polyakov, un oceanografo dell’International Arctic Research Center dell’università dell’Alaska Fairbanks e del Finnish Meteorological Institute, conclude: «E’ molto allarmante, perché tutti questi cambiamenti stanno accelerando. I rapidi cambiamenti avvenuti all’incirca negli ultimi dieci anni circa sono semplicemente incredibili».
In futuro, il team di ricerca intende realizzare studi più completi sugli impatti della maggiore evaporazione dalla superficie del mare causata dal ritiro del ghiaccio marino sulle precipitazioni/nevicate a terra attraverso la circolazione atmosferica e dello scarico dei fiumi nell’Oceano Artico sui cicli biogeochimici, inclusi i cicli dell’acqua dolce e del carbonio.
